随着计算机和微电子技术的快速发展，嵌入式系统设计正朝片上系统(SOC)的方向发展，基于FPGA和嵌入式软核的可编程片上系统(SOPC)以其设计灵活、可裁剪、软硬件可编程、软硬件协同设计等优势，得到了广泛的关注。　　 本论文是在“基于CT图像导航的脊柱微创手术机器人系统”项目的背景下，以Altera公司的Cyclone II系列EP2C8Q208C8N FPGA为核心芯片，结合脊柱微创手术机器人底层控制系统设计的要求，设计出了系统硬件平台，以此平台为基础深入研究基于Nios II处理器的SOPC系统的设计与实现，并将此硬件平台用作机器人底层控制器。其主要包括以下内容：　　 一、系统硬件平台电路设计，包括主芯片FPGA的JTAG与AS方式配置电路、存储器接口电路、电源时钟和复位电路、通信及触摸屏电路等的设计；　　 二、对标准组件的配置、自定义组件设计、定制指令设计等做了深入的研究后，设计出了符合本系统要求的CAN IP、SRAM IP、LCD IP等组件，成功实现了基于FPGA的SOPC系统；　　 三、针对脊柱微创手术机器人底层控制器需要可靠的通信质量以及实时性好、界面清晰直观、稳定可靠的人机交互功能，本文利用SOPC技术设计实现了底层控制器的控制局域网(CAN)通信功能和人机界面等，实验结果表明，此SOPC系统实现了预期的功能。